Efficient Power Management in Multi-Link Operation on IEEE 802.11be Networks

Abstract

Multi-Link Operation (MLO) is the fundamental feature in Wi-Fi 7 that helps to enhance the throughput in communication. While Wi-Fi 6 aimed High Efficiency (HE), Wi-Fi 7 focuses on the Extremely High Throughput (EHT) to provide communication between the devices that require fast wireless networks, such as virtual reality (VR). MLO allows the devices to use multiple links to transmit data, and hence the throughput is expected to increase by the multiple of the numbers of links. However, the more devices obtain high throughput through multi-link, the more devices consume much power. Thus, among many aspects of MLO, this paper explores the Power Save Mode (PSM), the feature added to most Wi-Fi devices. PSM has two states which are the awake state and the doze state. When data is being transmitted, it stays in the awake state. When there is no data to send or to receive, the device enters the doze state. On the other hand, wireless networks are vulnerable to interferences and PSM performance can heavily depend on the channel state. The performance of PSM may degrade due to the interferences, and this paper proposes a method to maintain the performance of PSM in MLO in the situation where the link channel states vary.

Wi-Fi 6은 HE(High Efficiency)를 목표로 표준화가 진행됐다면 Wi-Fi 7은 가상 현실(VR)과 같이 빠른 데이터 통신과 높은 처리량을 요구하는 어플리케이션을 지원하기 위해 EHT(Extremely High Throughput)에 중점을 둔다. 본 논문에서는 Wi-Fi 7에 추가된 기술들 중 다중 링크를 사용하여 전송하는 기법인 MLO(Multi-Link Operation)에 대해 연구한다. 특히, 기존 Wi-Fi 장치에서 사용중인 절전 모드(PSM)가 MLO에 적용될 때 발생하는 문제점을 살펴보고 해결하는 것을 목표로 한다. PSM에는 깨어 있는 상태와 잠자기 상태의 두 가지 상태가 있으며, 데이터를 송수신 할 때 깨어 있는 상태를 유지하고 송수신할 데이터가 없으면 장치가 잠자는 상태로 진입한다. 앞선 PSM의 동작을 통하여 장치는 데이터를 교환하지 않을 때 발생하는 불필요한 전력을 절약할 수 있다. 주변에 간섭이 없는 상황에서는 PSM로 동작하는 MLO가 높은 처리량을 얻기 위해 모든 링크에서 데이터를 수신하는 방식이 이상적이다. 하지만 무선 네트워크는 간섭에 취약하고 채널 상태에 큰 영향을 받기 때문에, 위 방법으로 동작할 시 PSM의 성능이 저하될 수 있다. 이에, 본 논문에서는 링크 채널 상태가 다양한 환경에서의 MLO가 PSM의 성능을 유지하는 방법을 제안한다.